如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.(g=10m/s2)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
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更新时间:2016-12-08 06:21:44
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【推荐1】如图甲所示,足够长的水平金属导轨CD、EF固定在地面上,间距L=0.5m,一质量m=0.2kg的金属棒GH垂直地放置在导轨上,导轨处于大小B1=1T、方向竖直向下的匀强磁场B1中。有一匝数n=200匝、面积S=0.1m2的线圈通过开关S与导轨相连,线圈处于平行于线圈轴线、方向竖直向上的另一匀强磁场B2中,B2大小随时间t变化的关系图像如图乙所示。t=0时刻闭合开关S,金属棒由静止释放,当t=8s时金属棒开始做匀速运动。已知线圈电阻r=0.25Ω,金属棒电阻R=3.5Ω,其余电阻不计,金属棒GH与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)刚闭合开关时金属棒的加速度大小;
(2)0~8s内金属棒的位移大小;
(3)0~8s内通过金属棒的电荷量;
(4)0~8s内整个电路产生的焦耳热。
(1)刚闭合开关时金属棒的加速度大小;
(2)0~8s内金属棒的位移大小;
(3)0~8s内通过金属棒的电荷量;
(4)0~8s内整个电路产生的焦耳热。
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【推荐2】如图甲所示,足够长的粗糙斜面与水平面成θ=固定放置,斜面上平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场,间距为d=1m,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。现有一质量为m=0.1kg,总电阻为R=10Ω,边长也为d=1m的正方形金属线圈MNPQ,其初始位置有一半面积位于磁场中,在t=0时刻,线圈恰好能保持静止,此后在t=0.25s时,线圈开始沿斜面下滑,下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行。已知线圈完全进入磁场前已经开始做匀速直线运动。已知sin=0.6,cos=0.8,g=10m/s2。求:
(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量;
(2)线圈与斜面间的动摩擦因数;
(3)从0时刻到线圈完全通过整个磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量;
(2)线圈与斜面间的动摩擦因数;
(3)从0时刻到线圈完全通过整个磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
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【推荐3】如图1所示,间距的足够长倾斜导轨倾角,导轨顶端连一电阻,左侧存在一面积的圆形磁场区域B,磁场方向垂直于斜面向下,大小随时间变化如图2所示,右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场,一长为,电阻的金属棒ab与导轨垂直放置,至,金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上,之后金属棒ab开始沿导轨下滑,经过足够长的距离进入,且在进入前速度已经稳定,最后停止在导轨上。已知左侧导轨均光滑,右侧导轨与金属棒间的摩擦因数,取,不计导轨电阻与其他阻力。求:
(1)金属棒ab的质量;
(2)金属棒ab进入时的速度大小;
(3)已知棒ab进入后滑行的距离停止,求在此过程中通过电阻R的电荷量和整个回路产生的焦耳热。
(1)金属棒ab的质量;
(2)金属棒ab进入时的速度大小;
(3)已知棒ab进入后滑行的距离停止,求在此过程中通过电阻R的电荷量和整个回路产生的焦耳热。
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【推荐1】两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置,P1P2,M1M2两段水平并且足够长,P2P3,M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2,M1M2与P2P3,M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中,两磁场方向均竖直向上,B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a,b与金属导轨垂直接触,质量分别为kg和0.1kg,电阻均为1Ω,b棒中间系有一轻质绳,绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接,重物距离地面的高度为10m。开始时,a棒被装置锁定,现静止释放重物,已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时,立即解除b棒上的轻绳,b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起,随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上,同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg,假设bc棒通过圆弧装置无能量损失,金属导轨电阻忽略不计,空气阻力不计,sin37ο=0.6,cos37ο=0.8,g取10m/s2,求:
(1)b棒与c棒碰撞前的速度;
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前,a棒上产生的焦耳热;
(3)a棒解除锁定后0.5s,bc合棒的速度大小为多少。
(1)b棒与c棒碰撞前的速度;
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前,a棒上产生的焦耳热;
(3)a棒解除锁定后0.5s,bc合棒的速度大小为多少。
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(0.4)
【推荐2】在倾角=30°的斜面上,沿下滑方向铺两条平行的光滑导轨,导轨足够长,导轨的间距为l=0.1m,两者的底端a和b用R=0.04的电阻相连,如图所示。在导轨上垂直于导轨放有一根金属杆cd,其质量m=0.005kg.现加一垂直于斜面的匀强磁场,当金属杆以v=10m/s的速率匀速下滑时,R中感应电流的方向为从α到b,设导轨和金属杆cd的电阻都忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小和方向;
(2)金属杆由静止释放,若在导轨上下滑x=12m刚好达到稳定速度,则此过程中:电阻R上产生的焦耳热;通过R的电荷量。
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小和方向;
(2)金属杆由静止释放,若在导轨上下滑x=12m刚好达到稳定速度,则此过程中:电阻R上产生的焦耳热;通过R的电荷量。
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【推荐3】如图,倾斜固定放置的“Π”形光滑金属导轨,位于与水平面成角的平面内,导轨宽为L,电阻不计。宽度均为d的矩形有界匀强磁场I、II方向垂直导轨平面向下,磁感应强度大小均为B,两磁场间的距离也为d。质量为m的金属杆ab平行于导轨顶部,从距离磁场I上边缘的某处由静止释放。已知金属杆离开磁场I的速度是进入磁场I速度的一半,且穿过磁场II和穿过磁场I时运动情况相同。金属杆始终与导轨接触良好,金属杆ab接入电路的有效电阻为R,重力加速度为g。
(1)求金属杆距离磁场I上边缘的距离h;
(2)求金属杆穿过磁场I和II的整个过程中产生的焦耳热Q;
(3)求金属杆从进入磁场I到离开磁场II的过程中所用时间t。
(1)求金属杆距离磁场I上边缘的距离h;
(2)求金属杆穿过磁场I和II的整个过程中产生的焦耳热Q;
(3)求金属杆从进入磁场I到离开磁场II的过程中所用时间t。
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